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1、高中一年级（下学期）物理学科测试试卷高中一年级（下学期）物理学科测试试卷（人造卫星（人造卫星 宇宙速度）宇宙速度）测试时间：测试时间：120120 分钟分钟 满分：满分：100100 分分班级班级_姓名姓名_成绩成绩_一、选择题（每题 3 分，共 36 分） 1宇宙飞船进人一个围绕太阳运行的近乎圆形轨道上运动，如果轨道半径是地球轨道半 径的 9 倍，那么宇宙飞船绕太阳运行的周期是 （ ） （A）3 年 （B）9 年 （C）27 年 （D）81 年 2人造卫星由于受大气阻力，轨道半径逐渐减小，则线速度和周期变化情况为 （ ）（A）线速度增大，周期增大 （B）线速度增大，周期减小 （C）线速度减小
2、，周期增大 （D）线速度减小，周期减小 3某一颗人造卫星（同步）距地面高度为 h，设地球半径为 R，自转周期为 T，地面处 的重力加速度为 g，则该同步卫星线速度大小为 （ ）（A） （B） 2（h R）T ghR)(（C） （D） )(2hRgRRh4如图所示，发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道 1，然后经点火，使其 沿椭圆轨道 2 运行，最后再次点火，将卫星送人同步圆轨道 3。轨道 1、2 相切于 Q 点，轨 道 2、3 相切于 P 点，则当卫星分别在 1、2、3 轨道上正常运行时，以下说法正确的是（ ） （A）卫星在轨道 3 上的速率大于在轨道 1 上的速率（B）卫星在轨道 3
3、 上的角速度小于在轨道 1 上的角速度（C）卫星在轨道 1 上经过 Q 点时的加速度大于在轨道 2 上经过 Q 点时的加速 度 （D）卫星在轨道 2 上经过 P 点时的加速度大于它在轨道 3 上经过 P 点的加速度 5两颗人造地球卫星质量之比是 12，轨道半径之比是 31，则下述说法中，正 确的是（ ）（A）它们的周期之比是1 3（B）它们的线速度之比是 13 （C）它们的向心加速度之比是 19 （D）它们的向心力之比是 19 6假如一做圆周运动的人造地球卫星的轨道半径增大到原来的 2 倍，仍做圆周运动，则（ ） （A）根据公式 vr，可知卫星运动的线速度将增大到原来的 2 倍 （B）根据公式
4、 F= mv2/r，可知卫星所需的向心力减小到原来的 12（C）根据公式 FGMm/r2，可知地球提供的向心力将减小到原来的 14（D）根据上述 B 和 C 中给出的公式，可知卫星运动的线速度减小到原来的22 7同步卫星是指相对于地面不动的人造地球卫星，它 （ ）（A）可以在地面上任一点的正上方，但离地心的距离是一定的（B）只能在赤道的正上方，但离地心的距离可按需要选择不同的值（C）可以在地面上任一点的正上方，且离地心的距离可按需要选择不同的值 （D）只能在赤道的正上方，且离地心的距离是一定的 8关于人造地球卫星与宇宙飞船的下列说法中正确的是 （ ）（A）如果知道人造地球卫星的轨道半径和它的周
5、期，再利用万有引力恒量，就可算出地 球质量（B）两颗人造地球卫星，只要他们的绕行速率相等，不管它们的质量、形状差别有多大， 它们的绕行半径和绕行周期就一定是相同的（C）原来在同一轨道上沿同一方向绕行的人造卫星一前一后，若要后一卫星追上前面卫 星并发生碰撞，只要将后者速率增大一些即可（D）一只绕火星飞行的宇宙飞船，宇航员从舱内慢慢走出，并离开飞船，飞船因质量减 小所受万有引力减小，故飞行速度减小 9在一个半径为 R 的行星表面以初速度 v0竖直上抛一个物体，上升的最大高度为 h， 若发射一个环绕该星球表面运行的卫星，则此卫星环绕速度的值为 （ ）（A）（B）（C）（D）条件不充分，无法求出02v
6、hR0vhR02vhR10假设同步卫星的轨道半径是地球赤道半径的 n 倍，则 （ ） （A）同步卫星的向心加速度是地球赤道上物体的向心加速度的 1/n 倍 （B）同步卫星的向心加速度是地球赤道上物体的重力加速度的 1/n2倍 （C）同步卫星的向心加速度是地球赤道上物体的重力加速度的 n 倍 （D）同步卫星的向心加速度是地球赤道上物体的向心加速度的 n2倍 11关于人造地球卫星，下列说法中正确的是 （ ）（A）最小周期为（R 是地球半径，g 为地球表面的重力加速度）gR/2（B）同步人造地球卫星的周期为 24 小时 （C）人造地球卫星中的弹簧秤不能测任何物体的重量（D）人造地球卫星的环绕速度为R
7、g412关于第一宇宙速度，下列说法中正确的是 （ ） （A）它是人造地球卫星绕地球飞行的最小速度 （B）它是近地圆形轨道上人造地球卫星的运行速度 （C）它是能使卫星进入近地圆形轨道的最小发射速度 （D）它是卫星在椭圆轨道上运行时的近地点的速度 13 （选做）据观察，某行星的外围有一模糊不清的环，为了判断该环是连续物还是卫星 群，又测出了环中各层的线速度 v 的大小与该层至行星中心的距离 R，以下判断中正确的 是（ ） （A）若 v 与 R 成正比，则环是连续物 （B）若 v 与 R 成反比，则环是连续物（C）若 v2与 R 成反比，则环是卫星群 （D）若 v2与 R 成正比，则环是卫星群 14
8、 （选做）可以发射一颗这样的人造地球卫星，使其圆轨道 （ ） （A）与地球表面上某一纬度线（非赤道）是共面同心圆 （B）与地球表面上某一经度线所决定的圆是共面同心圆 （C）与地球表面上的赤道线是共面同心圆，且卫星相对地球表面是静止的 （D）与地球表面上的赤道线是共面同心圆，且卫星相对地球表面是运动的 二、填空题（每题 4 分，共 24 分）15宇宙飞船正在离地面高度 hR地的轨道上绕地球做匀速圆周运动，宇宙飞船的向心加速度 a向=_g地，在飞船舱内用弹簧秤悬挂一个质量为 m 的物体，则弹簧秤的示数为_。16若取地球的第一宇宙速度为 8kms，某行星的质量是地球的 6 倍，半径是地球的1.5 倍
9、，则这行星的第一宇宙速度为_。17地球绕太阳运行的平均角速度为每昼夜约为 10，地球离太阳的平均距离约为1.5108km，那么太阳的质量为_。18某一星球半径与地球的半径之比为 1:2，质量之比为 1:10，假如某人分别在此星球上和地球上跳高，则这人在此星球上和在地球上竖直跳起的最大高度之比是_。19有一行星，它的质量和半径都是地球的一半，物体在这个行星上的重力是地球上的重力的_倍，在这个行星表面将此物体以 19.6m/s 的速度竖直上抛，物体上升的最大高度为_m，上升到最大高度的时间是_s。20已知地球半径为 R，表面重力加速度为 g，万有引力恒量为 G，若不计地球自转的影响，地球的平均密度
10、为_。三、计算题（每题 8 分，共 40 分） 21两个人造地球卫星，其轨道半径比 R1:R22:1，求：（1）向心加速度之比（2）线 速度之比（3）角速度之比（4）运动周期之比。22证明：要想发射一颗 80min 绕地球一周的卫星是不可能的，已知地球质量 M6.01024kg，地球半径 R=6.4106m，万有引力常量 G 6.67 10-11Nm2kg2。23某行星上一昼夜的时间 t6min，在该行星赤道处的弹簧秤示数比在行星两极处少 10%，求：这个行星的平均密度。 （G 6.67 10-11Nm2kg2）24地球和月球的质量之比为 81:1，半径之比为 4:1，求在地球上和月球上发射卫
11、星所 需最小速度之比。25试求赤道上空同步卫星离地面的高度 h 和运动线速度 v 各是多少？已知地球质量M=6.01024 kg，地球的赤道半径 R6.4106m，引力常量 G 6.67 10-11N m2kg2，地球自转周期 T24h。26 （选做）两颗卫星在同一轨道平面内绕地球做绕向相同的匀速圆周运动，设地球平均 半径为 R，a 卫星离地面高为 R，b 卫星离地面高为 3R，若某时该两卫星正好同时通过地 面同一点正上方，试求从两卫星位于地面同一点正上方开始，两卫星第一次出现最远距离 的时间是 a 卫星周期的几倍？27 （选做）2000 年 1 月 26 日我国发射了一颗同步卫星，其定点位置
12、与东经 980的经线在 同一平面内，若把甘肃省嘉峪关处的经度和纬度近似取为东经 980和北纬400，已知 地球半径 R、地球自转周期 T、地球表面重力加速度 g（视为常量）和光速 c，试求该同步 卫星发出的微波信号传到嘉峪关处的接收站所需的时间（要求用题给的已知量的符号表示） 。28 （选做）一个登月的宇航员，能否用一个弹簧秤和一个质量为 m 的砝码，估测出月 球的质量和密度？如果能，说明估测方法并写出表达式。 （月球半径为 R）29 （选做）1999 年 11 月 20 日，我国成功地发射了第一艘实验飞船“神州”1 号。清晨 6 时 30 分，火箭点火升高；6 时 40 分，飞船进入预定轨道
13、；21 日 2 时 50 分，飞船在轨道 上运行约 13 圈半后，接受返回指令离开轨道从宇宙空间开始返回；21 日 3 时 41 分，成功 降落在我国内蒙古中部。若飞船是沿圆形轨道运动，飞船运动的周期是多大？轨道半径是 多大？绕行速度是多少？（已知地球的半径 R6.4106m，地面的重力加速度 g=10m/s2）30 （选做）在某星球上，宇航员用弹簧秤称得质量为 m 的砝码的重量为 F，乘宇宙飞 船在靠近该星球的表面空间飞行，测得其环绕周期是 T。根据上述数据，试求该星球的质 量。试卷（四）参考答案试卷（四）参考答案一、选择题 1BD 2B 3BC 4B 5BC 6CD 7D 8AB 9A 10B 11ABC 12BC 13AC 14CD 二、填空题151/4；0 1616km/s 17210kg 1852 192；9.8；1 2030GRg 43三、计算题21 （1）14（2）2（3）4（4）1 22点拨：经计算人造地球卫星的最228小周期是 84.7 分钟 233.0310 kg/m3 提示：被测物体在赤道处随地球的自转所做3的匀速圆周运动所需的向心力为万有引力
